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23.(8分)如图甲所示为小乐制作的一台简易制氧机。使用时,先在洗气室中加入适量水,然后从制气室加料口加入一定量的水、过碳酸钠$\ce{(2Na_{2}CO_{3} • 3H_{2}O_{2})}$和二氧化锰。加料完毕后,可观察到制气室内的水中有黑色粉末翻腾,水变得浑浊,器壁变得温热,洗气室下部管口有气泡冒出。请回答下列问题:
(1)该简易制氧机制取氧气的原理有两步:①$\ce{2Na_{2}CO_{3} • 3H_{2}O_{2}=2Na_{2}CO_{3} + 3H_{2}O_{2}}$。②(用化学方程式表示)。
(2)如果在实验室用上述试剂制取氧气,那么制气室可用图乙所示的装置(填“①”或“②”)替代;洗气室可用图乙所示的装置③替代,制得的氧气应从(填“a”或“b”)端通入。
(3)洗气室中的水起到的作用是(写出一点)。
(1)该简易制氧机制取氧气的原理有两步:①$\ce{2Na_{2}CO_{3} • 3H_{2}O_{2}=2Na_{2}CO_{3} + 3H_{2}O_{2}}$。②(用化学方程式表示)。
(2)如果在实验室用上述试剂制取氧气,那么制气室可用图乙所示的装置(填“①”或“②”)替代;洗气室可用图乙所示的装置③替代,制得的氧气应从(填“a”或“b”)端通入。
(3)洗气室中的水起到的作用是(写出一点)。
答案
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$
①
a
观察氧气产生的快慢(合理即可)
①
a
观察氧气产生的快慢(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕简易制氧机制氧气的原理、装置选择及装置作用展开。首先需明确过碳酸钠分解产生过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下分解制氧气；再根据反应的反应物状态和反应条件选择发生装置，结合洗气装置的进气规则判断通入端；最后分析洗气室中水的作用。
【解析】
(1) 过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(2) 实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应物为固体和液体，反应不需要加热，应选用固液不加热型发生装置，即图乙中的①；装置③作为洗气室，氧气需通入水中，应从长管a端通入，使氧气通过水后从短管b端排出。
(3) 洗气室中的水可通过观察气泡产生的快慢判断氧气生成的速率，也可湿润氧气或冷却氧气等，合理即可。
【答案】
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；①；a；观察氧气产生的快慢(合理即可)
【知识点】
氧气的制取、化学方程式书写、实验装置选择
【点评】
本题结合简易制氧机考查氧气制取的核心知识，需掌握过氧化氢制氧气的反应原理、发生装置选择依据及洗气装置的使用规则，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕简易制氧机制氧气的原理、装置选择及装置作用展开。首先需明确过碳酸钠分解产生过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰催化下分解制氧气；再根据反应的反应物状态和反应条件选择发生装置，结合洗气装置的进气规则判断通入端；最后分析洗气室中水的作用。
【解析】
(1) 过碳酸钠分解生成碳酸钠和过氧化氢，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$。
(2) 实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应物为固体和液体，反应不需要加热，应选用固液不加热型发生装置，即图乙中的①；装置③作为洗气室，氧气需通入水中，应从长管a端通入，使氧气通过水后从短管b端排出。
(3) 洗气室中的水可通过观察气泡产生的快慢判断氧气生成的速率，也可湿润氧气或冷却氧气等，合理即可。
【答案】
$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow}$；①；a；观察氧气产生的快慢(合理即可)
【知识点】
氧气的制取、化学方程式书写、实验装置选择
【点评】
本题结合简易制氧机考查氧气制取的核心知识，需掌握过氧化氢制氧气的反应原理、发生装置选择依据及洗气装置的使用规则，难度适中。
【难度系数】
0.5
24.(8分)多酶片属于助消化类药物,内含胃蛋白酶和胰酶。小乐对多酶片进行了如下研究:
【研究1】探究pH对胃蛋白酶活性的影响,实验过程如下:①取规格相同的5支洁净试管,依次编号为A、B、C、D、E。②向5支试管中各加入5mL含等量胃蛋白酶溶液但pH分别为1、2、3、4、5的溶液。③将5支试管置于$37°C$的恒温水浴锅中保温5min。④向5支试管中各加入一块$1cm^{3}$的正方体蛋白块。⑤观察5支试管中蛋白块的体积变化,并记录蛋白块消失的时间。蛋白块消失的时间如下表所示。
(1)在本实验中,胃蛋白酶活性最强时,胃蛋白酶溶液的pH是。
(2)为确认蛋白块的消失是由胃蛋白酶催化导致的,请写出实验改进的思路:。
【研究2】多酶片的结构和服用方法。
(3)多酶片为糖衣(可溶于胃液)与肠溶衣(不易溶于胃液,但可溶于肠液)的双层包衣片,胰酶和胃蛋白酶分别处于a、b中的一处,其结构如图所示,则胰酶处于(填“a”或“b”)处。为了充分发挥多酶片的作用,服用时应(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)。
【研究1】探究pH对胃蛋白酶活性的影响,实验过程如下:①取规格相同的5支洁净试管,依次编号为A、B、C、D、E。②向5支试管中各加入5mL含等量胃蛋白酶溶液但pH分别为1、2、3、4、5的溶液。③将5支试管置于$37°C$的恒温水浴锅中保温5min。④向5支试管中各加入一块$1cm^{3}$的正方体蛋白块。⑤观察5支试管中蛋白块的体积变化,并记录蛋白块消失的时间。蛋白块消失的时间如下表所示。
(1)在本实验中,胃蛋白酶活性最强时,胃蛋白酶溶液的pH是。
(2)为确认蛋白块的消失是由胃蛋白酶催化导致的,请写出实验改进的思路:。
【研究2】多酶片的结构和服用方法。
(3)多酶片为糖衣(可溶于胃液)与肠溶衣(不易溶于胃液,但可溶于肠液)的双层包衣片,胰酶和胃蛋白酶分别处于a、b中的一处,其结构如图所示,则胰酶处于(填“a”或“b”)处。为了充分发挥多酶片的作用,服用时应(填“整片吞服”或“嚼碎服用”)。
答案
2
增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果
b
整片吞服
增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果
b
整片吞服
解析
【分析】
首先，第(1)问需明确：胃蛋白酶活性越强，分解蛋白块的速度越快，蛋白块消失时间越短，因此需找到蛋白块消失时间最短对应的pH；第(2)问要确认胃蛋白酶的作用，需遵循对照实验的单一变量原则，设置变量为胃蛋白酶的有无，其余条件保持一致；第(3)问需结合胰酶的作用环境（小肠弱碱性）和肠溶衣的特性分析。
【解析】
(1) 酶的活性越高，催化底物分解的速度越快，蛋白块消失时间越短。根据实验设计，蛋白块消失时间最短时对应的pH即为胃蛋白酶活性最强的pH，因此为2；
(2) 要确认蛋白块消失由胃蛋白酶催化导致，需增设对照实验：取与实验组规格相同的试管，加入等量pH为2的含1cm³蛋白块的溶液，不加入胃蛋白酶，其余条件（温度、溶液体积等）与实验组完全相同，观察并记录蛋白块的变化，若对照组蛋白块不消失，则证明是胃蛋白酶的作用；
(3) 胰酶适宜在小肠（弱碱性环境）中发挥作用，胃液呈酸性，肠溶衣不易溶于胃液，因此胰酶需在肠溶衣包裹的b处；若嚼碎服用，肠溶衣被破坏，胰酶会在胃液中失活，无法发挥作用，故应整片吞服。
【答案】2；增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果；b；整片吞服
【知识点】pH对酶活性的影响；对照实验设计；消化酶的特性
【点评】本题结合实验探究和生活实际，考查酶活性的影响因素、对照实验的设计原则以及消化酶的作用环境，注重学生的实验分析能力和知识应用能力，难度适中。
【难度系数】0.6
首先，第(1)问需明确：胃蛋白酶活性越强，分解蛋白块的速度越快，蛋白块消失时间越短，因此需找到蛋白块消失时间最短对应的pH；第(2)问要确认胃蛋白酶的作用，需遵循对照实验的单一变量原则，设置变量为胃蛋白酶的有无，其余条件保持一致；第(3)问需结合胰酶的作用环境（小肠弱碱性）和肠溶衣的特性分析。
【解析】
(1) 酶的活性越高，催化底物分解的速度越快，蛋白块消失时间越短。根据实验设计，蛋白块消失时间最短时对应的pH即为胃蛋白酶活性最强的pH，因此为2；
(2) 要确认蛋白块消失由胃蛋白酶催化导致，需增设对照实验：取与实验组规格相同的试管，加入等量pH为2的含1cm³蛋白块的溶液，不加入胃蛋白酶，其余条件（温度、溶液体积等）与实验组完全相同，观察并记录蛋白块的变化，若对照组蛋白块不消失，则证明是胃蛋白酶的作用；
(3) 胰酶适宜在小肠（弱碱性环境）中发挥作用，胃液呈酸性，肠溶衣不易溶于胃液，因此胰酶需在肠溶衣包裹的b处；若嚼碎服用，肠溶衣被破坏，胰酶会在胃液中失活，无法发挥作用，故应整片吞服。
【答案】2；增加一组不加胃蛋白酶的对照实验，其他条件相同，并观察记录实验现象和结果；b；整片吞服
【知识点】pH对酶活性的影响；对照实验设计；消化酶的特性
【点评】本题结合实验探究和生活实际，考查酶活性的影响因素、对照实验的设计原则以及消化酶的作用环境，注重学生的实验分析能力和知识应用能力，难度适中。
【难度系数】0.6
25.(8分)小乐利用“叶圆片上浮法”探究二氧化碳浓度对菠菜光合作用的影响。
实验步骤如下:①取5个大小相同的烧杯,分别编号为1、2、3、4、5,并在1~5号烧杯中分别加入100mL的蒸馏水、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的碳酸氢钠溶液(碳酸氢钠溶液可提供二氧化碳,且随碳酸氢钠溶液浓度的增大,溶液中二氧化碳的浓度也增大)。②用直径为8mm的圆形打孔器打出100片菠菜叶圆片,并通过抽真空处理去除叶圆片中的空气。③将处理后的叶圆片均分到5个烧杯中(叶圆片全部沉入烧杯底部);然后将5个烧杯依次放在如图所示的透明玻璃罩上,用LED灯照射8min,观察并记录叶圆片浮起的数量。④重复步骤①~③三次,计算叶圆片浮起数量的平均值(结果如表所示)。
(1)叶圆片通过光合作用产生的气体吸附在叶圆片上,导致其受到的浮力增大而上浮,该气体为。
(2)实验步骤④的目的是。
(3)分析实验结果,可得出的结论是。
(4)为什么在3.5%的碳酸氢钠溶液中,叶圆片浮起的数量反而减少了?小乐通过进一步研究发现,该组叶圆片下表皮的气孔大部分处于关闭状态。由此推测,叶圆片浮起数量减少的原因可能是。
实验步骤如下:①取5个大小相同的烧杯,分别编号为1、2、3、4、5,并在1~5号烧杯中分别加入100mL的蒸馏水、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%的碳酸氢钠溶液(碳酸氢钠溶液可提供二氧化碳,且随碳酸氢钠溶液浓度的增大,溶液中二氧化碳的浓度也增大)。②用直径为8mm的圆形打孔器打出100片菠菜叶圆片,并通过抽真空处理去除叶圆片中的空气。③将处理后的叶圆片均分到5个烧杯中(叶圆片全部沉入烧杯底部);然后将5个烧杯依次放在如图所示的透明玻璃罩上,用LED灯照射8min,观察并记录叶圆片浮起的数量。④重复步骤①~③三次,计算叶圆片浮起数量的平均值(结果如表所示)。
(1)叶圆片通过光合作用产生的气体吸附在叶圆片上,导致其受到的浮力增大而上浮,该气体为。
(2)实验步骤④的目的是。
(3)分析实验结果,可得出的结论是。
(4)为什么在3.5%的碳酸氢钠溶液中,叶圆片浮起的数量反而减少了?小乐通过进一步研究发现,该组叶圆片下表皮的气孔大部分处于关闭状态。由此推测,叶圆片浮起数量减少的原因可能是。
答案
氧气
减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性
在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强
碳酸氢钠溶液的浓
度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱
减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性
在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强
碳酸氢钠溶液的浓
度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱
解析
【分析】
本题围绕“叶圆片上浮法探究二氧化碳浓度对光合作用的影响”实验展开，需结合光合作用原理、实验设计原则分析各问题：
1. 第(1)题：叶圆片上浮因浮力增大，光合作用产物中能附着在叶圆片上增大浮力的气体是氧气，需回忆光合作用产物及叶圆片上浮的原理。
2. 第(2)题：重复实验并取平均值，是生物实验中减少偶然误差、提高结果准确性的常用方法，需明确重复实验的目的。
3. 第(3)题：实验变量为碳酸氢钠溶液浓度（代表二氧化碳浓度），因变量是叶圆片浮起数量（反映光合作用强度），需分析变量间的关系，从结果趋势得出结论。
4. 第(4)题：题目提示3.5%组气孔大部分关闭，需联系高浓度溶液导致保卫细胞失水、气孔关闭，进而影响二氧化碳供应，最终光合作用减弱、氧气产生减少，导致浮起数量减少的逻辑。
【解析】
(1) 光合作用的产物包括氧气和有机物，叶圆片上浮是因为产生的气体附着在表面增大浮力，该气体为氧气。
(2) 重复实验并计算平均值，可减小偶然因素对实验结果的影响，避免单次实验的误差，提高实验结论的准确性。
(3) 实验中，碳酸氢钠溶液浓度在一定范围内增大时，二氧化碳浓度升高，叶圆片浮起数量增加，说明光合作用增强，因此结论为：在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强。
(4) 3.5%的碳酸氢钠溶液浓度过大，导致叶圆片的保卫细胞失水，气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱，产生的氧气减少，因此叶圆片浮起的数量减少。
【答案】
氧气；减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性；在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强；碳酸氢钠溶液的浓度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱
【知识点】
光合作用、探究影响光合作用的因素、实验设计原则
【点评】
本题为实验探究类题目，结合叶圆片上浮法考查光合作用的相关知识，既需要学生掌握光合作用的原理，又要求具备分析实验变量、实验结果的能力，能有效考查学生的实验探究素养，是生物学科常见的中档题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕“叶圆片上浮法探究二氧化碳浓度对光合作用的影响”实验展开，需结合光合作用原理、实验设计原则分析各问题：
1. 第(1)题：叶圆片上浮因浮力增大，光合作用产物中能附着在叶圆片上增大浮力的气体是氧气，需回忆光合作用产物及叶圆片上浮的原理。
2. 第(2)题：重复实验并取平均值，是生物实验中减少偶然误差、提高结果准确性的常用方法，需明确重复实验的目的。
3. 第(3)题：实验变量为碳酸氢钠溶液浓度（代表二氧化碳浓度），因变量是叶圆片浮起数量（反映光合作用强度），需分析变量间的关系，从结果趋势得出结论。
4. 第(4)题：题目提示3.5%组气孔大部分关闭，需联系高浓度溶液导致保卫细胞失水、气孔关闭，进而影响二氧化碳供应，最终光合作用减弱、氧气产生减少，导致浮起数量减少的逻辑。
【解析】
(1) 光合作用的产物包括氧气和有机物，叶圆片上浮是因为产生的气体附着在表面增大浮力，该气体为氧气。
(2) 重复实验并计算平均值，可减小偶然因素对实验结果的影响，避免单次实验的误差，提高实验结论的准确性。
(3) 实验中，碳酸氢钠溶液浓度在一定范围内增大时，二氧化碳浓度升高，叶圆片浮起数量增加，说明光合作用增强，因此结论为：在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强。
(4) 3.5%的碳酸氢钠溶液浓度过大，导致叶圆片的保卫细胞失水，气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱，产生的氧气减少，因此叶圆片浮起的数量减少。
【答案】
氧气；减小偶然因素对实验的影响，提高实验结论的准确性；在一定范围内，二氧化碳的浓度越大，植物的光合作用越强；碳酸氢钠溶液的浓度过大，导致保卫细胞失水，以至气孔闭合，进入叶圆片的二氧化碳减少，光合作用减弱
【知识点】
光合作用、探究影响光合作用的因素、实验设计原则
【点评】
本题为实验探究类题目，结合叶圆片上浮法考查光合作用的相关知识，既需要学生掌握光合作用的原理，又要求具备分析实验变量、实验结果的能力，能有效考查学生的实验探究素养，是生物学科常见的中档题型。
【难度系数】
0.6
